DE102005004520A1

DE102005004520A1 - Stapelscheibenkühler

Info

Publication number: DE102005004520A1
Application number: DE102005004520A
Authority: DE
Inventors: Jens Richter
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2006-08-10
Also published as: EP1846715B1; CN101107491A; EP1846715A1; DE502006003600D1; US20080110605A1; ATE430297T1; CN100510602C; WO2006081919A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stapelscheibenkühler für Kraftfahrzeuge, mit mehreren aufeinander gestapelten und miteinander verbundenen, insbesondere verlöteten, Scheiben (21-24), und mit einem durch mehrere Scheiben hindurch verlaufenden Zuführkanal (18), durch den das zu kühlende Medium dem Stapelscheibenkühler (1) zugeführt und auf einzelne Scheiben verteilt wird. DOLLAR A Um einen verbesserten Stapelscheibenkühler (1) zu schaffen, ist in den Zuführkanal (18) eine Ventileinrichtung eingebaut, die einen Rücklauf des zu kühlenden Mediums aus dem Zuführkanal (18) verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stapelscheibenkühler für Kraftfahrzeuge, mit mehreren aufeinander gestapelten und miteinander verbundenen, insbesondere verlöteten, Scheiben, und mit einem durch mehrere Scheiben hindurch verlaufenden Zuführkanal, durch den das zu kühlende Medium dem Stapelscheibenkühler zugeführt und auf einzelne Scheiben verteilt wird.

Der Ölzuführkanal eines herkömmlichen Stapelscheibenölkühlers wird zum Beispiel über eine Ölpumpe mit Öl versorgt. Um Verunreinigungen in dem Stapelscheibenölkühler zu vermeiden, kann es sinnvoll sein, das Öl in einem Ölfilter zu filtern, bevor es in den Ölzuführkanal des Stapelscheibenölkühlers gelangt. Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 202 15 258 U1 ist ein Ölmodul für eine Brennkraftmaschine bekannt, in dem Mittel zur Verhinderung eines Ölrücklaufs in Richtung zur Ölpumpe bei Stillstand der Brennkraftmaschine und Mittel zur Verhinderung eines Ölrücklaufs in Richtung zum Befüllanschluss nach dem Befüllen mit der ersten Ölfüllung vorgesehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stapelscheibenkühler für Kraftfahrzeuge, mit mehreren aufeinander gestapelten und miteinander verbundenen, insbesondere verlöteten, Scheiben, und mit einem durch mehrere Scheiben hindurch verlaufenden Zuführkanal, durch den das zu kühlende Medium dem Stapelscheibenkühler zugeführt und auf einzelne Scheiben verteilt wird, zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und mehr Funktionen aufweist als herkömmliche Stapelscheibenkühler und kompakt aufgebaut ist.

Die Aufgabe ist bei einem Stapelscheibenkühler für Kraftfahrzeuge mit mehreren aufeinander gestapelten und miteinander verbundenen, insbesondere verlöteten Scheiben, und mit einem durch mehrere Scheiben hindurch verlaufenden Zuführkanal, durch den das zu kühlende Medium dem Stapelscheibenkühler zugeführt und auf einzelne Scheiben verteilt wird, dadurch gelöst, dass in den Zuführkanal eine Ventileinrichtung eingebaut ist, die einen Rücklauf des zu kühlenden Mediums aus dem Zuführkanal, beispielsweise bei Stillstand der Pumpe des Motors, verhindert. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Ventileinrichtung in den Stapelscheibenkühler integriert. Dadurch wird der bestehende Bauraum in dem Stapelscheibenkühler für eine zusätzliche Funktion genutzt. Durch die Integration der Ventileinrichtung wird somit kein zusätzlicher Bauraum benötigt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung von einer Rückschlagventileinrichtung gebildet wird, die einen Ventilkörper umfasst, der von einer Ventilfedereinrichtung an einem Ventilsitz in Anlage gehalten wird. Die Rückschlagventileinrichtung lässt einen Durchfluss durch den Ölzuführkanal nur in einer Richtung zu und schließt bei einer Strömungsumkehr, wenn zum Beispiel die Ölpumpe aufhört, Öl zu fördern.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzuführkanal durch eine Abdeckplatte begrenzt wird, an der sich die Ventilfedereinrichtung abstützt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine herkömmliche Abdeckplatte, die auch als Abdeckscheibe bezeichnet wird, als Widerlager für die Ventilfedereinrichtung genutzt. Dadurch ist es möglich, die Ventilfedereinrichtung, in den Ölzuführkanal zu integrieren, ohne bauliche Veränderungen an einem herkömmlichen Stapelscheibenölkühler vorzunehmen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfedereinrichtung eine vorge spannte Schraubendruckfeder umfasst, die in dem Ölzuführkanal aufgenommen ist. Die Länge der Schraubendruckfeder im vorgespannten Zustand entspricht etwa der Länge des Ölzuführkanals.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper einen im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Schließkörper umfasst, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser es Ölzuführkanals ist. Dadurch wird sichergestellt, dass Öl an dem Schließkörper vorbeiströmen kann, wenn dieser in dem Ölzuführkanal angeordnet ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper auf der der Ventilfedereinrichtung abgewandten Stirnseite eine Ringnut aufweist, in die ein O-Ring eingesetzt ist. Der O-Ring dient als Dichtmedium. Es ist auch möglich, ein geeignetes Dichtungsmaterial direkt auf oder an dem Schließkörper vorzusehen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass von der der Ventilfedereinrichtung zugewandten Stirnseite des Schließkörpers mehrere Verbindungsstege ausgehen, die den Schließkörper mit einem Führungsring verbinden. Die Verbindungsstege und der Führungsring bilden eine Art Führungskäfig, der dazu dient, den Schließkörper hin und her bewegbar in dem Ölfzuführkanal zu führen. Außerdem dient der Führungskäfig dazu, ein Ende der Ventilfedereinrichtung aufzunehmen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelscheiben zwischen der Abdeckplatte und einer Grundplatte angeordnet sind, die in Fortsetzung des Ölzuführkanals ein Durchgangsloch aufweist, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Ventilkörpers und der Außendurchmesser der Ventilfedereinrichtung ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise der Einbau der Ventileinrichtung durch die Abdeckplatte hindurch ermöglicht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet; dass in dem Durchgangsloch in der Grundplatte ein Verschlussring angeordnet ist, an dem der Ventilsitz für den Ventilkörper vorgesehen ist. Der Verschlussring wird nach dem Einbau der Ventilfedereinrichtung und des Ventilkörpers in das Durchgangsloch eingesetzt. Vorzugsweise wird der Verschlussring in die Grundplatte eingepresst.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stapelscheibenölkühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verschlussring eine Dichtfläche oder Dichtkante ausgebildet ist. An der Dichtfläche oder Dichtkante liegt der Ventilkörper im geschlossenen Zustand der Ventileinrichtung an.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Stapelscheibenölkühler in der Draufsicht;
2 den Stapelscheibenölkühler aus 1 in der Seitenansicht;
3 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie III-III in 1;
4 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung;
5 einen zu der Ventileinrichtung gehörenden Ventilkörper in der Draufsicht;
6 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie VI-VI in 5 und
7 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Stapelscheibenölkühlers.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Stapelscheibenölkühler 1 in der Draufsicht dargestellt. Der Stapelscheibenölkühler 1 umfasst eine Grundplatte 4, die den Stapelscheibenölkühler 1 auf einer Seite begrenzt. Die Grundplatte 4 hat die Gestalt eines Rechtecks, in dessen Ecken jeweils ein Durchgangsloch 6, 7, 8, 9 ausgespart ist. Die Durchgangslöcher 6 bis 9 dienen zur Befestigung des Stapelscheibenölkühlers 1 an einem (nicht dargestellten) Kraftfahrzeug.
Auf der der Grundplatte 4 entgegengesetzten Seite wird der Stapelscheibenölkühler 1 von einer. Abdeckplatte 12 begrenzt. In der Abdeckplatte 12 sind zwei Vertiefungen 14, 15 vorgesehen, die im Wesentlichen die Gestalt von Kugelabschnitten aufweisen. Außerdem sind in der Abdeckplatte ein Ölzuführkanal 18 und ein Ölabführkanal 19 eingezeichnet, die tatsächlich in der Draufsicht jedoch nicht sichtbar sind, sondern durch die Abdeckplatte 12 verdeckt werden. Der Ölfzuführkanal 18 dient dazu, dem Stapelscheibenölkühler 1 Öl zuzuführen, das in den Stapelscheiben des Stapelscheibenölkühlers 1 mit Hilfe von Kühlmittel oder Luft abgekühlt wird. Der Ölabführkanal 19 dient dazu, das in dem Stapelscheibenölkühler 1 abgekühlte Öl wieder abzuführen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem Ölzuführkanal 18 eine Ventileinrichtung 20 angeordnet.
In der in 2 dargestellten Seitenansicht sieht man, dass zwischen der Grundplatte 4 und der Abdeckplatte 12, die auch als Abdeckscheibe bezeichnet wird, eine Vielzahl von Stapelscheiben 21, 22, 23, 24 angeordnet sind. Die Stapelscheiben 21 bis 24 haben die Gestalt von übereinander gestapelten wannenförmigen Platten, deren Ränder sich gegenseitig überlappen und miteinander verlötet sind. Zwischen jeweils zwei benachbarten Stapelscheiben werden auf diese Weise Hohlkammern gebildet, die abwechselnd von den an der Wärmeübertragung beteiligten Medien durchströmt sind. Bei dem zu kühlenden Medium handelt es sich vorzugsweise um Öl. In dem erfindungsgemäßen Stapelscheibenölkühler 1 können aber auch andere Medien abgekühlt werden. Als Kühlmittel wird vorzugsweise Wasser mit bekannten Zusätzen verwendet. Statt eines flüssigen Kühlmittels kann aber auch Luft zum Abkühlen des Öls verwendet werden.
In 3 ist die Ansicht eines Schnitts III-III in 1 dargestellt. In der Schnittansicht sieht man, dass in der Grundplatte 4 ein Durchgangsloch 31 vorgesehen ist, das den Austritt von Kühlmittel aus einem Kühlmittelabführkanal 32 ermöglicht. Das Kühlmittel wird über einen Kühlmittelzuführkanal zugeführt, der unter der Vertiefung 15 (siehe 1) angeordnet ist.
Außerdem sieht man in 3, dass in der Grundplatte 4 ein Durchgangsloch 36 vorgesehen ist, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Ölzuführkanals 18 entspricht. In das Durchgangsloch 36 ist ein Verschlussring 38 eingepresst, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist. An dem Verschlussring 38 ist eine Dichtfläche 39 für einen O-Ring 40 ausgebildet. Der O-Ring 40 ist an einem Ventilkörper 42 angebracht, der durch eine Schraubendruckfeder 44 gegen den Verschlussring 38 gedrückt wird. Die Schraubendruckfeder 44 ist zwischen dem Ventilkörper 42 und der Abdeckplatte 12 eingespannt.
Der Verschlussring 38, der O-Ring 40, der Ventilkörper 42 und die Schraubendruckfeder 44 bilden eine Rückschlagventileinrichtung, die einen Rückstrom von Öl aus dem Ölzuführkanal 18 verhindert. Der Ventilkörper 42 wird durch die Schraubendruckfeder 44 so gegen den Verschlussring 38 gedrückt, dass der O-Ring 40 in abdichtender Art und Weise an der Dichtfläche 39 anliegt. Wenn der Druck an dem Ventilkörper 42 die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 44 überwindet, dann öffnet der Ventilkörper 42, so dass Öl an dem Ventilkörper vorbei in den Ölzuführkanal 18 gelangt. Sobald der Druck nachlässt, weil zum Beispiel eine zur Ölförderung verwendete Pumpe abgeschaltet wird, dann sorgt die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 44 dafür, dass der Ventilkörper 42 wieder schließt.
In 4 sind die Schraubendruckfeder 44, der Ventilkörper 42 und O-Ring 40 alleine in Explosionsdarstellung gezeigt. In 4 sieht man, dass der Ventilkörper 42 einen Schließkörper 45 aufweist, der im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisscheibe 46 hat. Von dem Schließkörper 45 gehen radial außen vier Verbindungsstege 51 bis 54 aus. Die Verbindungsstege 51 bis 54 verbinden einen Führungsring 56, der im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser wie die Kreisscheibe 46 aufweist, mit dem Schließkörper 45. Der Führungsring 56 und die Verbindungsstege 51 bis 54 bilden eine Art Führungskäfig für den Ventilkörper 42 in dem Ölzuführkanal 18. Außerdem dient der Führungskäfig zur Aufnahme des der Grundplatte 4 zugewandten Endes der Schraubendruckfeder 44.
In 5 ist der Ventilkörper 42 in der Draufsicht dargestellt. In der Draufsicht ist die Lage eines Schnitts VI-VI angedeutet, der in 6 dargestellt ist. In der Schnittansicht der 6 sieht man, dass radial außen in dem Schließkörper 45 auf der dem Führungsring 56 abgewandten Seite eine Ringnut 58 ausgebildet ist, die zur Aufnahme des O-Rings 40 (siehe 4) dient.
In 7 ist der erfindungsgemäße Stapelscheibenölkühler 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. In dieser Darstellung sieht man, dass die Grundplatte 4 ein Durchgangsloch 60 aufweist, das zum Zuführen von Kühlmittel dient. Der Verschlussring 38, der O-Ring 40, der Ventilkörper 42 und die Schraubendruckfeder 44 bilden eine Rückschlagventileinrichtung, die in den Ölzuführkanal (18 in 3) eingebaut ist. Beim Einbau wird zunächst die Schraubendruckfeder 44 zusammen mit dem Ventilkörper 42 und dem daran angebrachten O-Ring 40 in den Ölzuführkanal eingeführt. Anschließend wird der Verschlussring 38 in das Durchgangsloch 36 der Grundplatte 4 eingepresst. Durch die Rückschlagventileinrichtung wird ein unerwünschter Ölrücklauf bei einem Stillstand der Ölpumpe verhindert. Der Ventilkörper 42 kann als Kunststoff-Spritzgussteil oder als Metallteil, wie beispielsweise Blechteil oder Drehteil, ausgeführt sein.
In den 1 bis 7 sind Ausführungsbeispiele eines Stapelscheibenkühlers als Stapelscheibenölkühler beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch für Stapelscheibenkühler verwendet werden, bei welchen ein anderes zu kühlendes Medium verwendet wird. Die beispielhafte Beschreibung der Erfindung anhand eines Ölkühlers stellt jedoch keine Beschränkung auf diesen Einsatzzweck dar.

Claims

Stapelscheibenkühler für Kraftfahrzeuge, mit mehreren aufeinander gestapelten und miteinander verbundenen, insbesondere verlöteten, Scheiben (21–24), und mit einem durch mehrere Scheiben hindurch verlaufenden Zuführkanal (18), durch den das zu kühlende Medium dem Stapelscheibenkühler (1) zugeführt und auf einzelne Scheiben verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zuführkanal (18) eine Ventileinrichtung eingebaut ist, die einen Rücklauf des zu kühlenden Mediums aus dem Zuführkanal (18) verhindert.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung von einer Rückschlagventileinrichtung gebildet wird, die einen Ventilkörper (42) umfasst, der von einer Ventilfedereinrichtung (44) an einem Ventilsitz (38) in Anlage gehalten wird.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (18) durch eine Abdeckplatte (12) begrenzt ist, an der sich die Ventilfedereinrichtung (44) abstützt.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfedereinrichtung (44) eine vorgespannte Schraubendruckfeder umfasst, die in dem Zuführkanal (18) aufgenommen ist.
Stapelscheibenkühler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (42) einen Schließkörper (45) umfasst, wobei die Außenkontur des Schließkörpers in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schließkörpers im Wesentli chen der freien Querschnittsfläche des Zuführkanals entspricht, wobei der Schließkörper von dem Zuführkanal aufnehmbar ist.
Stapelscheibenkühler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (42) einen im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Schließkörper (45) umfasst, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Zuführkanals (18) ist.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (45) auf der der Ventilfedereinrichtung (44) abgewandten Stirnseite eine Ringnut (58) aufweist, in die ein O-Ring (40) eingesetzt ist.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass von der der Ventilfedereinrichtung (44) zugewandten Stirnseite des Schließkörpers (45) mehrere Verbindungsstege (51–54) ausgehen, die den Schließkörper mit einem Führungsring (56) verbinden.
Stapelscheibenkühler nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelscheiben (21–24) zwischen der Abdeckplatte (12) und einer Grundplatte (4) angeordnet sind, die in Fortsetzung des Zuführkanals (18) ein Durchgangsloch (36) aufweist, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Ventilkörpers (42) und der Außendurchmesser der Ventilfedereinrichtung (44) ist.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Durchgangsloch (36) in der Grundplatte (4) ein Verschlussring (38) angeordnet ist, an dem der Ventilsitz für den Ventilkörper (42) vorgesehen ist.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verschlussring (38) eine Dichtfläche (39) oder Dichtkante ausgebildet ist.
Stapelscheibenkühler nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler ein Ölkühler ist, das zu kühlende Medium Öl ist und der Zuführkanal ein Ölzuführkanal ist.